内容正文:
第2讲
机械波
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必备知识 自主学习
限时规范训练
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一、机械波
1.机械波的形成条件
(1)有发生机械振动的______。
(2)有传播______,如空气、水等。
2.传播特点
(1)传播振动形式、传递______、传递信息。
(2)质点不随波迁移。
知识梳理
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3.机械波的分类
(1)横波:质点的振动方向与波的传播方向相互______,有波峰和波谷。
(2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向______________,有疏部和密部。
二、描述机械波的物理量
1.波长λ:在波的传播方向上,振动相位总是________的两个相邻质点间的距离,用“λ”表示。
2.频率f:在波动中,介质中各质点的振动周期或频率都是相同的,都等于_______的振动周期或频率。
3.波速:波的传播速度,波速由______决定,与波源______。
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三、机械波的图像
1.图像:在平面直角坐标系中,用横坐标表示介质中各质点的__________,用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移,连接各位移矢量的末端,得出的曲线即为波的图像,简谐波的图像是正弦(或余弦)曲线。
2.物理意义:某一时刻介质中各质点相对__________的位移。
四、波的衍射
1.定义:波可以绕过障碍物继续传播的现象。
2.发生明显衍射的条件:只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长__________,或者__________时,才会发生明显的衍射现象。
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五、波的干涉
1.波的叠加原理:几列波相遇时能保持各自的运动特征,继续传播,在它们重叠的区域里,介质的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
2.波的干涉
(1)定义:频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时,某些区域的振动总是______、某些区域的振动总是______,这种现象叫作波的干涉。
(2)条件:两列波的频率相同,振动方向相同,相位差恒定。
3.干涉和衍射是波特有的现象,波同时还可以发生反射、折射。
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六、多普勒效应
1.条件:波源和观察者之间有__________(距离发生变化)。
2.现象:观察者感到______发生变化。
3.实质:波源频率______,观察者接收到的频率变化。
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一、易混易错判断
1.在机械波的传播过程中,各质点随波的传播而迁移。( )
2.相距一个(或整数个)波长的两个质点的振动位移在任何时刻都相同,而且振动速度的大小和方向也相同。( )
3.两列波在介质中叠加,一定产生干涉现象。( )
4.波的传播在时间上有周期性,在空间上也有周期性。( )
5.机械波传递的是振动形式和能量。( )
6.波的图像描述的是一个质点的位移随时间变化的关系。( )
基础过关
×
√
×
√
√
×
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二、经典小题速练
1.(粤教版教材原题)利用发波水槽得到的水面波形如图所示,则( )
A.图(a)和图(b)均显示了波的干涉现象
B.图(a)和图(b)均显示了波的衍射现象
C.图(a)显示了波的干涉现象,图(b)显示了波的衍射现象
D.图(a)显示了波的衍射现象,图(b)显示了波的干涉现象
D
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解析:D 波绕过障碍物继续传播的现象是波的衍射现象,而两列频率相同的波相遇时,有些地方振动加强,有些地方振动减弱,且加强和减弱区域交替出现的为干涉现象,故选项D正确,A、B、C均错误。
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2.(鲁科版教材原题)(多选)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的波发生干涉现象。下列说法正确的是( )
A.波峰与波谷相遇处,质点的振幅为|A1-A2|
B.波峰与波峰相遇处,质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2
C.波峰与波谷相遇处,质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移
D.波峰与波峰相遇处,质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅
解析:AD 当波峰与波谷相遇时,质点振动减弱,振幅为|A1-A2|,当波峰与波峰相遇,或波谷与波谷相遇时,振动加强,振幅为A1+A2,但位移都随时间而改变,故A、D正确,B、C错误。
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